Desenvolvimento de superhidrofobicidade permanente em tecido têxtil utilizando nanopartículas de TiO2 silanizadas

Abstract

No presente trabalho tecidos têxteis hidrofílicos de poliéster e algodão foram funcionalizados superficialmente para repelir água. Amostras de tecidos foram modificadas superficialmente através de um recobrimento com nanopartículas (NPs) de TiO2 silanizadas com trimetóxipropil-silano (TMPSi) e/ou trietóxioctil-silano (TEOSi) com o objetivo de se obter superhidrofobicidade. Análises de ângulo de contato com água (WCA), espectroscopia de infravermelho (FTIR-ATR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva de raios-x (EDX) foram utilizadas para fins de caracterizar as amostras de tecido funcionalizadas. A preparação das amostras de tecidos superhidrofóbicas consistiu em uma simples imersão das amostras em suspensão de NPs e posterior tratamento térmico para favorecer as reações de condensação do silano hidrolisado. Amostras de tecido tratadas com TMPSi apresentaram molhabilidade pela água muito baixa com WCA maiores que 150° e em geral com propriedades auto-limpantes (histereses menores que 10º), diferentemente das amostras de tecidos tratadas com TEOSi, que apresentaram hidrofilia. A durabilidade do método foi avaliada submetendo as amostras à lavagem utilizando sabão comercial OMO® concentrado. As amostras lavadas apresentaram uma diminuição na hidrofobicidade. Ainda, a água é absorvida alguns minutos após a deposição da gota.

In the present work hydrophilic polyester-cotton blend fabrics were superficially functionalized to repel water. The samples were surface-modified using silanized TiO2 nanoparticles (NPs) in order to obtain superhydrophobicity. It was used propyltrimethoxysilane (TMPSi) and/or octyltriethoxysilane (TEOSi) as low surface energy agents. Water contact angle (WCA), infrared spectroscopy (FTIR-ATR), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) techniques were used in order to characterize the functionalized samples. The preparation of superhydrophobic samples consisted of a simple immersion (dip-coating method) of the samples in NPs suspension with subsequent heat treatment to ease the condensation reactions of the hydrolyzed organosilane. Samples treated with TMPSi had very low water wettability with WCA over 150° and usually with self-cleaning properties (hysteresis lower than 10°), unlike samples treated with TEOSi, which showed hydrophilicity. The durability of the method was evaluated by washing the samples using a commercial concentrated soap OMO®. Samples washed showed a decrease in hydrophobicity, but measurable WCA. However, water is absorbed minutes after drop deposition.